CN103375265A - 一种涡轮轴发动机及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涡轮轴发动机及其使用方法，它包括轴流式压气机、燃烧室、涡轮、自由涡轮、传动轴、尾喷管，其特征是还包括调压喷嘴；其方法是在起动后通过调压喷嘴向发动机进气口或燃烧室喷入大于并增大进气压力或燃烧室内压缩空气压力的高压空气或液氧，经轴流式压气机压缩或直接在燃烧室中燃烧做功，在不提高涡轮前燃气温度的前提下增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调压喷嘴的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大，其功率重量比较无调压喷嘴喷射时必提高，并且轴流式压气机的级数不增多，涡轮前燃气温度不提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种涡轮轴发动机及其使用方法，属涡轴特别是军用涡轴发动机技术领域。
背景技术
目前我国的涡轴5、涡轴6、涡轴8、涡轴9及各种军民直升机用涡轴发动机，都是单纯从空气中进气工作的，要增大功率，目前主要是增多压气机级数及提高涡轮前燃气温度，但前者对提高功率重量比不利，后者必须使用耐高温、性能好的涡轮叶片材料，涂层材料及先进的冷却技术，提高涡轮前温度是很困难的，其中增多压气机级数的实质是增大压气机压缩后压缩空气的压力，但增大进气压力可达到相同的目的，涡轮增压柴油机就是通过增大进气压力来工作并增大功率的，但涡轴发动机不能用涡轮增压增大进气压力，而在涡轮/火箭发动机中，其推重比虽高，但其燃烧室中只燃烧液氧与煤油，无压缩空气，压气机是为加力燃烧室提供压缩空气的，这种发动机不是为提高燃烧压缩空气的主燃烧室的推重比而设计的，因此涡轮/火箭发动机不能用于涡轮轴发动机增大功率，提高功率重量比。
发明内容
本发明的目的是提供一种增大功率，提高功率重量比的涡轮轴发动机及其使用方法。
本发明是这样实现的：一种涡轮轴发动机包括轴流式压气机、燃烧室、涡轮、自由涡轮、传动轴、尾喷管即包括目前涡轮后输出功率型涡轴发动机的所有结构，其特征是还包括调压喷嘴。
所述调压喷嘴喷射高压空气。
所述调压喷嘴喷射液氧。
所述调压喷嘴在发动机进气口。
所述调压喷嘴在轴流式压气机后至燃烧室之间。
所述一种涡轮轴发动机的使用方法，其特征是包括以下步骤：在涡轴发动机起动后，通过调压喷嘴向发动机进气口喷入大于并增大进气压力的高压空气，经轴流式压气机压缩、燃烧室燃烧做功，在不提高涡轮前燃气温度的前提下增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调压喷嘴的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大。
所述一种涡轮轴发动机的使用方法，其特征是包括以下步骤：在涡轴发动机起动后，通过调压喷嘴向发动机进气口喷入大于并增大进气压力的液氧，经轴流式压气机压缩、燃烧室燃烧做功，在不提高涡轮前燃气温度的前提下增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调压喷嘴的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大。
所述一种涡轮轴发动机的使用方法，其特征是包括以下步骤：在涡轴发动机起动后，通过调压喷嘴向燃烧室喷入大于并增大燃烧室中压缩空气的高压空气，经燃烧室燃烧做功，在不提高涡轮前燃气温度的前提下增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调压喷嘴的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大。
所述一种涡轮轴发动机的使用方法，其特征是包括以下步骤：在涡轴发动机起动后，通过调压喷嘴向燃烧室喷入大于并增大燃烧室内压缩空气压力的液氧，经燃烧室燃烧做功，在不提高涡轮前燃气温度的前提下增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调喷嘴的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大。
采用上述结构后，由于在涡轴发动机还有调压喷嘴，在起动后通过调压喷嘴向发动机进气口或燃烧室内喷入大于并增大进气压力或燃烧室内压缩空气压力的高压空气或液氧，经轴流式压气机压缩或直接在燃烧室中燃烧做功，在不提高涡轮前燃气温度的前提下增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后停止调压喷嘴的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大，其功率重量比较无调压喷嘴喷射时必提高，并且轴流式压气机的级数不增多，涡轮前燃气温度不提高。
附图说明
图1是本发明的一种涡轮轴发动机的第一个结构示意图；
图2是本发明的一种涡轮轴发动机的第二个结构示意图；
图中：1、轴流式压气机；2、调压喷嘴；3、燃烧室；4、涡轮；5、自由涡轮；6、传动轴；7、尾喷管。
具体实施方式
参照附图1、2，本发明所述的一种涡轮轴发动机包括轴流式压气机1、调压喷嘴2、燃烧室3、涡轮4、自由涡轮5、传动轴6、尾喷管7等，即包括目前涡轮后输出功率型涡轴发动机的所有结构及调压喷嘴2；其中调压喷嘴2可在发动机进气口，如图1所示；也可以在轴流式压气机1后至燃烧室3之间，如图2所示，调压喷嘴2不妨碍发动机进气，燃烧室3中有燃油喷嘴，省略未画。
当所述涡轴发动机为本发明图1、2所示的涡轴发动机时，在起动后通过调压喷嘴2向发动机进气口或燃烧室3喷入大于并增大进气压力或燃烧室3内压缩空气压力的高压空气或液氧，在不提高涡轮4前燃气温度的前提下可增大发动机功率，提高功率重量比，并可用从空气中的进气替换高压空气或液氧，从而完全用从空气中的进气，其过程如前文所述；例如通过调压喷嘴2喷射高压空气或液氧，将进气压力或燃烧室3内压缩空气的压力提高2倍，在不提高涡轮4前燃气温度的前提下可增大功率、提高功率重量比；并在提高功率后用从空气中的进气替换高压空气或液氧，并且本发明中压缩空气或液氧的用量较少，与涡轮/火箭发动机全工作过程都需液氧不同。
本发明中轴流式压气机1、涡轮4、自由涡轮5的级数可适当选择，调压喷嘴2可为固定或可移动、活动的，当为可移动、活动的并停止喷射后，图1、2中的调压喷嘴2可分别离开进气口和轴流式压气机1后至燃烧室3之间的位置，以利于进气流畅，也可固定不动。
本发明的涡轴发动机可增大功率，提高功率重量比，最适宜长时间巡航，无论是用于军用武装直升机，还是军民用运输直升机，均可增大载重量或提高飞行速度。
Claims (9)
1.一种涡轮轴发动机，包括轴流式压气机1、燃烧室3、涡轮4、自由涡轮5、传动轴6、尾喷管7，其特征是还包括调压喷嘴2。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮轴发动机，其特征是所述调压喷嘴2喷射高压空气。
3.根据权利要求1所述的一种涡轮轴发动机，其特征是所述调压喷嘴2喷射液氧。
4.根据权利要求1所述的一种涡轮轴发动机，其特征是所述调压喷嘴2在发动机进气口。
5.根据权利要求1所述的一种涡轮轴发动机，其特征是所述调压喷嘴2在轴流式压气机1后至燃烧室3之间。
6.根据权利要求1、2、4所述的一种涡轮轴发动机的使用方法，其特征是包括以下步骤：在涡轴发动机起动后，通过调压喷嘴2向发动机进气口喷入大于并增大进气压力的高压空气，经轴流式压气机1压缩、燃烧室3燃烧做功，在不提高涡轮4前燃气温度的前提下增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调压喷嘴2的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室3内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大。
7.根据权利要求1、3、4所述的一种涡轮轴发动机的使用方法，其特征是包括以下步骤：在涡轴发动机起动后，通过调压喷嘴2向发动机进气口喷入大于并增大进气压力的液氧，经轴流式压气机1压缩、燃烧室3燃烧做功，在不提高涡轮4前燃气温度的前提下增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调压喷嘴2的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室3内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大。
8.根据权利要求1、2、5所述的一种涡轮轴发动机的使用方法，其特征是包括以下步骤：在涡轴发动机起动后，通过调压喷嘴2向燃烧室3喷入大于并增大燃烧室3中压缩空气压力的高压空气，经燃烧室3燃烧做功，在不提高涡轮4前燃气温度的前提下，增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调压喷嘴2的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室3内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大。
9.根据权利要求1、3、5所述的一种涡轮轴发动机的使用方法，其特征是包括以下步骤：在涡轴发动机起动后，通过调压喷嘴2向燃烧室3喷入大于并增大燃烧室3中压缩空气压力的液氧，经燃烧室3燃烧做功，在不提高涡轮4前燃气温度的前提下，增大发动机功率，功率增大后，当发动机从空气中的进气满足增大后的功率需要后，停止调压喷嘴2的喷射，完全用从空气中的进气，然后控制燃烧室3内燃油喷嘴的喷油量保持功率不变或增大。
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|---|---|---|---|---|
| CN113006940A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-06-22 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 一种无需外部减速器的微小型涡桨发动机 |
| CN113982781A (zh) * | 2021-08-18 | 2022-01-28 | 高阳 | 一种压气机多转子叶轮和涡轮多转子全对转航空发动机 |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131030 |